混杂腔电路-光机械系统中的量子效应和非线性光学效应

基本信息
批准号:11204096
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:司留刚
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李家华,金丽霞,周源,杜根
关键词:
慢光和快光现象多波混频混杂腔电路光机械系统电磁感应透明非线性光学效应
结项摘要

Nano- and micromechanical oscillators coupled to an electromagnetic microwave cavity (micro-LC electrical circuit) or a Fabry-Perot optical cavity can form a cavity electromechanical or optomechanical system.The studies about the two cavity mechanical systems have emerged as an important new frontier in many discipline areas, such as quantum optics, quantum information, nonlinear optics, cavity quantum electrodynamics. Similar themes are found for the mechanical oscillators used for both cavity electromechanics and optomechanics. This allow us to propose a hybrid electro-optomechanical system, in which a mechanical oscillator could be physically common to a LC oscillator and an optical cavity, one at a microwave frequency and one at an optical frequency. This project will explore quantum effects and nonlinear optical effects in a hybrid cavity electro-optomechanical system, including electromagnetically induced transparency, quantum state control and transfer, quantum entanglement, fast or slow light, multi-wave mixing as well as their applications in optical information storage and transmission, electro-optics signal conversion and control, high fidelity optical buffers, all-optical computations. Our investigations may have the effect of not only promoting the intersection and merging of various disciplines like optics, cavity quantum electrodynamics, quantum information, ultracold physics, but also providing the theoretical basis and reference for the research and development of new nano-quantum devices and practical microcavity devices.

微纳米量级的机械谐振子既可以与电磁微波腔(微型LC电路)耦合组成腔电机械系统,也可以与法布里-珀罗型光学腔耦合组成腔光机械系统,有关两种腔机械系统的研究已经成为量子光学、量子信息、非线性光学、腔量子电动力学等领域的前沿课题。两种腔机械系统的基本原理类似,使得微纳机械谐振子同时与电磁腔和光学腔耦合组成混杂腔电路-光机械系统成为可能。本项目将研究混杂腔电路-光机械系统中的量子相干效应和非线性光学效应,包括电磁感应透明、量子态调控、量子纠缠制备、慢光或快光传播、多波混频等,并探讨它们在光信息存储和传递、光-电信号转换和控制、高效光缓冲器、全光计算等方面应用的新方案。这种研究不仅对于光学、腔量子电动力学、量子信息、超冷物理等学科间的交叉融合具有一定的推动作用,而且为新型纳米量子器件及实用微腔器件的研发提供一定的理论依据。

项目摘要

该项目研究腔光机械系统中的量子相干效应和非线性光学效应特性和机理,并探讨它们在高效光信息存储和传递、可调谐单光子源、高效光缓冲器、全光计算等方面应用的新方案。具体在腔光机械系统中讨论了系统中的高阶边带效应及高阶边带产生的载波包络相位相关效应、研究了腔光机械系统耦合阵列的非对称光传输、实现了混沌在腔机械系统中的形成和操纵、发现了腔光机械系统中机械模式劈裂区的光机械诱导透明。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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